外脚手架方案含悬挑架.docx
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外脚手架方案含悬挑架
一、编制依据
建设部行业标准《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99及《重庆市建筑工地文明施工标准》渝建发[2000]39号规定，对主体塔楼施工为防止高空坠落和物体打击事故发生，采用封闭脚手架对建筑施工作业进行全封蔽，确保施工安全和文明施工，特编制本方案。
执行规范
建筑施工安全检查标准JGJ59-99
建筑结构荷载规范《GB50009-2001》；
建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程JGJ130-2001
建安施工工艺操作规程架子工程DB51/T325-91
二、工程概况
南岸茶园新区公租房工程位于南岸茶园新区，该工程建筑面积17.8万m2，建筑总高97.5m，三组团±0.00以下（吊一层、吊五层）负二层和，以上23-32层;主体采用框架结构、框剪结构。
本工程由1#、2#、3#、4#、5#、6#楼六栋23～31层的高层住宅楼和2个车库4个商业门面组成，分主楼和裙楼两部分，为薄壁框架-筒体结构。
六栋楼主楼部分都是各自以筒体为中心的完全对称结构；六栋楼主楼建筑总高为93m，裙楼都是二层,一层高分别为3m～4.5m、二层高分别为3m～4.2m,三～三十二层均为3m；车库层高3.6m～5.1m。
根椐现场和本工程实际情况,外脚手架采用钢管双排落地和型钢悬挑架分段搭设，一至六层采用双排落地脚手架，从七层板面开始搭设型钢悬挑架、搭设高度为六层，分别在七、十三、十九、二十五、三十层板面设钢管悬挑架；由于5#、6#和2#车库有吊五层（高19.5m），该两栋和车库吊五层采用双排落地脚手架,靠南端在一层为型钢悬挑架，一层其余部份采用双排落地脚手架。
建筑物占地面积
1#、2#、3#、4#、5#、6#楼占地面积基本相同，长30.4米，宽28.4米，单层面积780平方米，周边长118米。
1#车库在1#、2#、3#楼地下二层，单层面积4250㎡。
2#车库在5#、6#楼地下5层，单层面积6050㎡。
建筑高度：
1#、3#、4#、5#、6#楼高度72m,2#楼高度96m,分别为23、24、32层。
外墙脚手架面积约130000m2。
三、方案选择
根据本工程的结构特点和建筑造型结合我公司对外脚手架的应用技术创新要求，本工程外脚手架采用型钢每隔六层水平挑断作脚手架承力架，每段采用Φ48，壁厚3.2mm的钢管、扣件在承力架上（18#工字钢）搭设脚手架。
1.各栋楼分别搭设5m高净空安全防护棚（顶部设双层防护）通道。
2.在十二层四周各搭设一层硬防护。
3.主体结构施工防护架设双排钢管防护架，从七层即开始，用18#工字钢挑架，每次6层，挑架设于分别在七、十三、十九、二十五、三十层板面设钢管悬挑架；采用钢管扣件双排脚手架。
4.外墙抹灰贴面装饰施工脚手架为分段式挑断双排钢管脚手架。
5.卸料挑平台为工具式型钢卸料平台。
四、防护安全通道及防护棚的搭设
一、防护安全通道
立杆间距不大于2m。
步距不大于1.8m。
纵向设斜杆或剪力撑。
顶面铺双层竹跳板，间距600，并用安全密网平铺封闭。
二、防护棚的搭设
在十二楼面用18#工字钢外挑2.5m挑架，外防护架外侧钢管扣件设置3.0m宽防护棚，挑架上满铺竹跳板或竹胶板，周边设1.5m高的安全护身栏杆，外挂安全密网，底脚设300高挡脚板。
在建筑物四角转角处，长边每隔5.4米用Ф16的钢丝绳斜向上拉防护棚。
五、主体结构施工安全防护架
1、架子搭设
a、脚手架采用分段式挑断脚手架18#工字钢外悬挑1200mm，作为承力架，间距1800mm布置，在承力架上搭设双排钢管扣件脚手架，脚手架立杆直接套在预先焊接在工字钢上的Ф48钢管上，套接长度≥100，立杆距边梁外侧1200m。
b、立杆纵距1800mm，大横杆步距900mm。
c、封闭架外侧满挂密目式安全网。
d、每悬挑层满铺竹跳板或竹胶板，施工层设两层走道板，交错向上轮翻铺设上升。
e、外脚步手架必须设置剪刀撑，剪刀撑与地面夹角为45-60度，剪力撑的接长只能采用搭接，扣件不少于两只，搭接长度不少于0.5m。
f、拉结杆，根据规范规定，水平间距4500mm，竖向间距为层高,即二步三跨,设置固结于钢筋梁板面上预埋的锚环上，拉结牢固,转角处可直接用两根小横杆和另外两根钢管像柱箍一样锁在转角钢筋砼柱上.
g、脚手架搭设高度，不得低于操作面以上1.2m。
2、结构设计
脚手架及承力架的设计参数为：
18#工字钢悬挑跨长L=1200mm，立杆纵距La=1800mm，立杆离边梁外侧Lb=1200mm，大横杆步距h=900mm，连墙件为2步3跨设置。
其它计算参数为：
18#工字钢截面抵抗矩W=152.2cm3，立杆截面积A=489mm2，立杆的截面抵抗矩W=5.08cm3，立杆回转半径i=15.8mm,连墙件横距Lw=5.4m，连墙件竖距hw=3.0m，钢管受压应力[]=205N/mm2。
A.荷载计算
⑴计算每段底部立杆的轴的压力
①、脚手架结构自重产生的轴心压力Ngk，查表得一个柱距范围内每米高脚手架结构自重产生的轴心压力标准值。
gK=0.215KN/m
则18米高的脚手架结构自重产生轴心压力标准值
Ngk=H·gk=18×0.215=3.87KN
②、脚手架活荷载产生的轴心压力
根据脚手架高度18米，两名工人同时作业，二道脚手板，每道铺3块，三道脚手架产生的轴心压力，查表得
NQ1k=1.215KN
脚手架的防护材料产生轴压力查表得
NQ2K=0.273+0.01×1.8×18=0.597KN
两名工人同时作业自重荷载1.5KN
NQ3K=1.5KN
活荷载产生轴心压力标准值为
n
∑NQiK=NQ1K+NQ2K+NQ3K=1.215+0.597+1.5=3.312KW
i=1
轴心压力设计值n
N=1.2×Ngk/K1+1.4∑NQiK
i=1
=1.2×3.87/0.87+1.4×3.312=9.975KN
⑵悬臂钢支承工字钢验算
①工字钢为悬挑，悬臂长1200mm，端部受力为9.975KW则弯矩
M=NL=9.975KN×1.2m=11.97KN.m
尾部反力N=M/L=11.97KN.m/1.8m=6.65KN
②工字钢弯曲应力
б=M/W=11.97KN.m/152.2cm3=7.85KN/cm2=78.5N/mm2<[б]=200N/mm2
脚手架挑梁反力核算（Φ14钢筋锚环）
N=fA.fC=153.9mm2×210N/mm2=32.31KW>7.94KN
⑶钢管架验算
①、每根主管受压力11.91KN，钢管截面积489mm2，架子步距h=900mm，长细比λ=µh/i，单排架µ=1.85则λ=1.85×0.9/0.0158=105，查表得φ=0.552。
②、钢管受压力б=N/ΦA=11.91KN/0.552×489mm2=44.12N/mm2<[б]=205N/mm2
③、根据规范JGJ130-2001表6.1.1-2规定单排脚手架允许搭设高度为25m。
④、结论经计算及规范的规定本方案符合安全要求。
3、设计示图见附图
悬挑水平钢梁采用悬臂式结构，没有钢丝绳或支杆与建筑物拉结。
连墙件扣件连接示意图
4、施工要求
①钢筋锚固环埋设位置偏差不得大于10厘米,锚固长度不小于30d.
②先安装工字钢，位置准确怀锚环固结牢固，再用钢管扣件与工字钢焊接的短钢管连结牢固，形成扫地杆，检查位置尺寸符合要求，连结稳固后，满铺竹跳板，方可开始架子搭设。
③搭设尺寸、柱距、步距、剪力撑和拉结点严格按设计搭设联结牢固。
④钢管搭设要求横平竖直，偏差+100mm以内。
5、注意事项
施工过程中，严禁在外架上堆物，增加荷载。
②钢管接头相互错开，避免同截面接头过多。
③小横杆伸出立杆外，10厘米左右，防止过长，影响挂安全网和美观。
④拉结点和剪力撑及时加固拉结。
⑤施工层外架与施工拉结为一体。
五、外墙抹灰贴面装饰施工脚手架
1、采用分段式挑断脚手架
a.脚手架承力架仍为上述18#槽钢，分别在七、十三、十九、二十五、三十层挑出（即每次挑6层，共计五次）外挑1200，沿墙外围每隔1.8m设置。
六层以下采用落地式双排脚手架。
b.脚手架为双排钢管扣件式脚手架，脚手架内外立杆直接套在预先焊接在槽钢上的Φ48钢管上，套接长度≥100mm，外立杆距边梁外侧1200mm，内立杆距边梁外侧300mm，立杆间距为1800mm，内外两排立杆的中心距为900mm，外排大横杆步距900mm，内挑大横杆步距1800mm。
c.连墙杆的设置按垂直方向每层，水平方向不大于5400mm设置，一处采用硬拉结，即可受压，又可受拉，拉力承受要求不得低于6.86KN，并与架体搭设同步设置。
d.脚手架外围及底部必须满挂安全网，兜底安全网在靠墙一侧距离为50-100mm。
架体内侧与建筑结构缝隙，必须用木板全封闭。
e.每段脚手架在第四层另从结构板面打斜支撑斜挑上段脚手架，斜支撑间距同立杆纵距，支撑在外立杆与外排大横杆相交处。
f.外脚手架必须设置剪力撑，剪力撑与地面夹角为45-60度，剪力撑的接长只能采用搭接，扣件不少于两只，搭接长度不小于0.5m。
g.每一步操作脚手架设置护栏，第一道护栏距脚手板300mm，采用分色竹胶板制安，第二道护栏为900mm高，脚手板采用竹跳板铺设，脚手板不得有探险头板，且用铁丝与板下钢管扎牢。
h.脚手架与墙体的连接用两根小横杆和另两根钢管像柱箍一样抱住框架柱，水平间距不大于5.4m，竖向间距为层高。
i.脚手架搭设高度不得低于操作面以上1.5m。
j.脚手架搭设好后，用密网将架封闭，不留孔洞，安全网每个绑扎孔均扎牢。
k.脚手架的搭设还应符合重庆市的有关安全管理规定。
二、结构计算
脚手架及承力架的设计参数为：
18#槽钢悬跳跨长L=1200mm，立杆纵距La=1800mm，立杆横距Lb=900mm，内立杆距边梁外侧Lb′=300mm，大横杆步距h=900mm，连墙杆2步3跨设置。
其它计算参数为：
18#工字钢截面抵抗矩W=152.2cm3,弯曲应力为[б]=200N/mm2,立杆截面积A=489mm2,立杆截面抵抗矩W=5.08cm3,立杆回转半径i=15.8mm,连墙件横距Lw=5.4m,连墙件竖距hw=3.0m,钢管受压应力[б]=205N/mm2。
A荷载计算
⑴计算每段底部立杆的轴心压力
①脚手架结构自重产生的轴心压力Ngk，查表得一个柱距范围内每米高脚手架结构自重产生的轴心压力标准值：
gk=0.202KN/m
则18米高的脚手架结构自重产生轴心压力标准值：
Ngk=H·gk=18×0.202=3.636KN
②脚手架活荷载产生的轴心压力
根据脚手架高度18米,二层施工荷载，三层脚手板。
三层脚手板产生的轴心压力，查表得：
NQ1K=1.296KN
脚手架的防护材料产生轴压力查表得
NQ2K=0.273+0.01×1.8×18=0.597
两层同时作业，施工均布荷载QK=2×2.0=4.0KN/m2,查表得施工荷载产生轴心压力得NQ3K=4.05KN
活荷载产生轴心压力标准值为n
∑NQiK=NQ1K+NQ2K+NQ3K=1.296+0.597+3.636=5.529KN
i=1
轴心压力设计值
N=1.2×NGK/K1+1.4∑NQiK
i=1
=1.2×3.363/0.597+1.4×5.529=11.776KN
⑵悬臂钢支承工字钢验算
①工字钢为悬挑，悬臂长1200mm，端部受力为15.05KW,0.3m处受力为15.05KN,则弯矩
M=NL+NLb′=15.05KN×1.2m+15.05KN×0.3m=22.58KN.m
尾部反力N=M/L=22.58KN.m/1.8m=12.54KN
②工字了钢弯曲应力
б=M/W=22.58KN.m/152.2cm3=14.84KN/cm2=148.4N/mm2<[б]=200N/mm2
脚手架挑梁反力核算（Φ14钢筋锚环）
N=fA.×fC=153.9mm2×210N/mm2=32.31KW>12.54KN
⑶钢管架验算
①每根主管受压力15.05KN，钢管截面积489mm2，架子步距h=900mm，长细比λ=µh/i，双排架µ=1.5,则λ=1.5×0.9/0.0158=85，查表得φ=0.692。
②钢管受压力б=N/ΦA=15.05KN/0.692×489mm2=44.41N/mm2<[б]=205N/mm2
③根据规范JGJ130-2001表8.1.1-2规定双排脚手架允许搭设高度为50m。
④结论,经计算及规范的规定,本方案符合安全要求.
⑤施工要求和注意事项同主体结构施工安全防护架.
七、型钢卸料平台
1、平台布置，每层房屋每边布置一个，平面位置相互错开，每三层循环重复位置。
2、型钢卸料平台设计
A.前言：
为贯彻渝建安发《2001》13号文，关于强制执行“建筑施工安全检查标准”JGJ59-99有关规定第三条，取消脚手架钢管加扣件，搭设楼层卸料平台，必需使用工具式卸料平台和型钢制作平台。
根据该精神，本司特作型钢平台设计，供施工现场选用。
B.荷载
型钢、钢管K=3
钢丝绳K=8旧绳取K=8
圆钢筋K=4A
C.结构计算：
a.计算图示三角型ABCD
AB为楼面高，按3mm计算BPC
BC为型钢挑出长度
按2m，3m，4m三种情况考虑平台荷载2吨，每平台为两根型钢，则荷载P=lt。
b.内力计算
平台长度
2m
3m
4m
斜杆内力
0.6T
0.7T
0.83T
水平杆内力
0.3T
0.5T
0.7T
c.斜杆选型
①钢丝选型:
直径9.3mm6.4T
11.0mm8.8T
12.5mm11.45T
②钢筋:
Φ143.08T÷4=0.77T
Φ164.20T÷4=1.00T
③两米平台,斜拉钢绳Φ9.3（新）或Φ11（旧）
三米平台,斜接钢丝绳Φ11（新）或Φ12.5（旧）
四米平台,斜接钢丝绳Φ12.5（新）或Φ14（旧）
或:
两米平台,斜拉钢筋Φ14
三、四米平台斜拉钢筋Φ16
d.水平型钢选型
①型钢承受1T荷载产生最大弯矩M。
②型钢承载力G=M×K/W≤[G]=200N/mm2
③参数表
平台长
M
W
K
结合
2m
0.5t-m
12.6工字钢77.5
14号槽钢80.5、87.1
3
内应力均小于极限应力
3m
0.7t-m
16工字钢141
16号槽钢108、116
3
4m
1.0t-m
18工字钢185
18号槽钢152
3
e.平台水平钢管验算
每平台为6根钢管,5个空档,每根钢管承受400Kg均布荷载,跨度长2m,最大弯距0.10t-m
G=M/W=0.10t-m/5.08cm3=197N/mm2≤[G]=200N/mm2
D.平台材料选型
平台长
型钢
斜拉钢绳或钢筋
2m
12.6工字钢或14#槽钢
钢绳9.3,旧绳11.0,钢筋Φ14
3m
16号工字钢名槽钢
钢绳11,旧绳12.5,钢筋Φ16
4m
18号工字钢或槽钢
钢绳12.5,旧绳大一级,钢筋Φ16
八、落地脚手架计算书
该工程采用密目网式安全立网全封闭双排脚手架进行结构施工。
其挡风面积与迎风面积比值：
An/Aw=0.623,脚手架采用∮48×3.5钢管搭设，铺三层冲压钢脚手板。
连墙件的连墙杆同脚手架，连墙杆与建筑物的连接（各连接点采用双扣件连接）采用扣件连接，连墙布置2步3跨，脚手架搭设尺寸为：
立杆横距Lb=1.2米，立杆纵距La=1.5米，步距h=1.5米脚手架搭设高度限值[H]=41米。
立杆下面用截面300×50㎜木垫板通长铺设。
地基土为粘土分层夯实后浇筑C20素混凝土150㎜厚，地基承载力标准值fgk=250kN/㎡。
施工地区为基本风压0.35kN/㎡城市市区。
搭设尺寸设计校核
（一）、设计校核内容：
1、纵向、横向水平杆的抗弯强度、挠度计算。
2、纵向水平杆与立杆连接时，其扣件的抗滑承载力计算。
3、立杆的稳定性计算。
4、连墙件计算。
5、立杆地基承载力计算。
（二）、施工荷载传递路线
根据JGJ130—2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》第六章构造要求规定：
当使用冲压钢脚手板时，双排脚手架的横行水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。
纵向水平杆用直角扣件固定在立杆上。
因此施工荷载传递路线是：
脚手板→横行水平杆→横行水平杆与纵向水平杆连接的扣件→纵向水平杆→纵向水平杆与立杆连接的扣件→立杆。
（三）、搭设尺寸设计校核
1、纵向水平杆、横向水平杆计算：
A、验算横向水平杆抗弯强度及变形
（1）、抗弯强度验算
作用横向水平杆线荷载标准值：
qk=（2+0.3）×1.2=2.76kN/m
作用横向水平杆线荷载设计值：
q=1.4×2×1.2+1.2×0.3×1.2=3.792kN/m
最大弯矩：
Mmax=
=（3.792×1.22/8）×[1－（0.3/1.2）2]2=0.600kN·m
钢管截面抵抗矩，查表W=5.08cm3
Q235钢抗弯强度设计值，查表f=205N/mm2
按公式（5-2-1）计算抗弯强度
=0.600×106/5.08×103=118.11N/mm2﹤205N/mm2
满足要求
（2）、变形验算
钢材强性模量：
查表E=2.06×105N/mm2
钢管惯性矩：
查表I=12.19cm4
容许挠度：
查表[V]=l/150
V=
=5×3.792×12004/（384×2.06×105×12.19×104）
=4.1mm﹤1200/150=8
满足要求
B、验算纵向水平杆抗弯强度及变形
（1）、抗弯强度验算
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值。
F=
=0.5×3.792×1.2×（1+0.3/1.2）2=3.555kN
最大弯矩Mmax=0.175Fla=0.175×3.555×1.5=0.93kN·m
抗弯强度
=0.93×106/5.08×103=183.07N/mm2﹤f
满足要求
（2）、挠度验算
由横向水平杆传给纵向水平杆的集中标准值。
Fk=
=0.5×2.76×1.2×（1+0.3/1.2）2=2.59kN
挠度
=1.146×2.59×103×15003/（100×2.06×105×12.19×104）
=3.99mm﹤（la/150=10mm）及10mm满足要求
验算扣件的抗滑承载力
直角扣件，旋转扣件，抗滑承载力设计值：
查表Rc=8kN
纵向水平杆通过扣件传给立柱最大竖向力设计值：
R=2.15F=2.15×3.555=7.64﹤Rc满足要求
2、立杆稳定验算
（1）、验算长细比
查JGJ130—2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.3.3得长度系数
长细比
K=1
﹤[
]=210
K=1.155
（2）、计算风荷载设计值产生的立杆弯矩Mw
立杆稳定验算部位，取脚手架立杆底部，作用于脚手架上的水平风荷载标准值Wk=
。
根据《建筑结构荷载规范》，风压高度变化系数
脚手架风荷载体型系数
Wk=0.7×0.54×0.972×0.35=0.129kN/㎡
风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw得
kN·m
（3）、计算组合风荷载时，立杆段的轴向力设计值N
脚手架结构自重标准值产生的轴向力
kN
构配件（脚手板、栏杆、挡脚板、安全网）自重标准值产生的轴向力
=
=0.5（1.2+0.3）×1.5×3×0.3+0.11×1.5×2+0.005×1.2×41
=1.589kN
为三层冲压钢脚手板自重标准值，
=3×0.3kN/㎡
Qp2栏杆、冲压钢脚手板自重标准值，两个施工作业层取Qp2=0.11×2kN/㎡
Qp3密目式安全立网自重标准值
Qp3=0.005kN/㎡（按实计算）
施工荷载标准值产生的轴向力总和
=0.5×（1.2+0.3）×1.5×3×2=6.75kN
QK施工均布活荷载标准值，两个施工作业层
QK=2×3kN/㎡
N=
=1.2×（4.96+1.589）+0.85×1.4×6.75=15.89kN
（4）、不组合风荷载时，立杆段的轴向力设计值N1
N1=
=1.2（4.96+1.589）+1.4×6.75=17.31kN
（5）、立杆稳定验算
15.89×103/（0.186×489）+0.05×106/（5.08×103）
=184.55kN/㎡﹤F=205kN/㎡满足要求
3、连墙件计算
（1）、扣件连接抗滑承载力验算
连墙件均匀布置，受风荷载最大的连墙件应在脚手架的最高部位，计算按41米考虑，风压高度变化系数
WK=0.7×1.11×0.927×0.35=0.264kN/㎡
连墙件的轴向设计值：
N1=N1W+No=1.4+WK·AW+5
=1.4×0.264×2×1.5×3×1.5+5=9.99kN﹤2Rc=16kN
采用双扣件：
即连墙件采用直角扣件与脚手架的内、外排立杆连接、连墙件杆与建筑物连接时在建筑物的内、外墙面各加两只直角扣件扣牢。
扣件连接抗滑承载力满足要求。
（2）、连墙杆稳定承载力验算
连墙件采用
钢管时，杆件两端均采用直角扣件分别连于脚手架及附加的短钢管上，因此，连墙杆的计算长度可取脚手架距墙距离，即Lo=0.5米，
长细比
﹤
（查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》）
N/mm2﹤F=205N/mm2
验算说明，连墙件采用
钢管时，其稳定承载力足够。
4、立杆地基承载力计算
上部结构传至基础顶面的轴向力设计值为N1=17.31kN
木垫板作用长度取0.5m，基础底面积A=0.5×0.3=0.15㎡
地基承载力设计值fg=Kc·fgk=0.5×250=125kN/m2
立杆基础层面的平均压力
=115.4kN/m2﹤fg=125kN/m2
满足要求
八、架子验收：
严格按JGJ130-2001，J84-2001安全技术规范进行检查验收。
1、脚手架应分段进行验收，每搭设完10-13m高度后进行中间验收一次，达到设计高度后进行整体外架的全面验收。
2、脚手架使用中每周进行定期检查。
3、脚手架搭设的技术要求，允许偏差与检验方法应符合JGJ130-2001，J84-2001钢管脚手架安全技术规范规定。
脚手架和防护棚、卸料平台搭设完毕，应由监理、项目部施工员、公司质检、安全员等共同检查，验收合格合方准使用，施工过程中，加强检查和保修工作，发现有松动、摇摆、沉降等情况时，必须及时加固、维护。
九、架子拆除：
1、审批手续。
拆除应经施工负责人同意并作专门技术、安全交底后，方可进行。
2、设置警戒，拆架操作处的四周，应设有围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁一切非操作者进入。
3、清除架上杂物，架上留存的材料等碍物均应在拆架前清除干净。
4、拆架程序，拆架必须严格按以下程序进行，即搭架的相反程序拆除。
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5、拆除方式，拆架应自上而下，一步一清，逐步进行，严禁上下同时拆除，亦不得采用踏步式拆法。
6、架料吊运，必须
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